JP2904199B2 - キャピラリポンプループ用蒸発器及びその熱交換方法 - Google Patents

キャピラリポンプループ用蒸発器及びその熱交換方法

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JP2904199B2 JP9275436A JP27543697A JP2904199B2 JP 2904199 B2 JP2904199 B2 JP 2904199B2 JP 9275436 A JP9275436 A JP 9275436A JP 27543697 A JP27543697 A JP 27543697A JP 2904199 B2 JP2904199 B2 JP 2904199B2
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/04Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure
    • F28D15/043Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure forming loops, e.g. capillary pumped loops

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、キャピラリポンプ
ループ用蒸発器に関するものであり、特に詳しくは、人
工衛星或いは宇宙空間に於ける実験室等を含むフリーフ
ライヤー或いは宇宙ステーション等に於いて使用される
熱交換器に於けるキャピラリポンプループ用蒸発器に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】図3に示す様に基本的にキャピラリポン
プループ1は、液状の熱交換媒体を外部の熱により蒸発
させる蒸発器2と、蒸発した熱交換媒体を液体に戻すラ
ジエータ部3と、これら蒸発器2とラジエータ部3とを
閉ループ状に接続するパイプ4と及びこのパイプ4の一
部に接続されるリザーバ5とから構成されている。当該
蒸発器2で蒸発した熱交換媒体は、ラジエータ部3で凝
縮されて再び蒸発器2に戻るというサイクルを繰り返
す。そして例えばベローズを使用したリザーバ5により
当該キャピラリポンプループ内の圧力を調整して、当該
熱交換媒体の蒸発温度を一定に保つ様に構成されてい
る。
【0003】図4及び図5に示すように、蒸発器2にお
いては、外部熱源と接触するか或は熱エネルギーを間接
的に受ける外部管状体11の内面部に毛細管現象を利用
するウィック構造体12が敷設されている。外部より液
体注入管13に供給される液状の熱交換媒体は毛細管現
象により当該ウィック構造体全体に広がり、外部管状体
11の内面部に拡散される。係る状態において液状の熱
交換媒体は外部熱源により外部管状体の内面に蒸発す
る。そして蒸発した熱交換媒体の蒸気Vpは、蒸気排出
流路4を通して外部管状体11から外部に排出される。
【0004】毛細管力を有する多孔質状の物質で構成さ
れる当該ウィック構造体12は従来、図5に示されるよ
うに、図示されない螺旋状バネ等によって外部管状体1
1の内壁部に密着せしめられている。ヒートパイプを用
いた冷却装置の構造は多数の構成が提案されており、例
えば、特開昭63−292025号公報、特開昭61−
259445号公報或いは特開平3−64950号公報
等にその具体例が示されている。しかしながらそれら公
知例には、外部管状体とウィック構造体との間に内挿さ
れて外部より当該ウィック構造体に液状の熱交換媒体を
供給する液体注入管は用いられていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術にお
けるキャピラリポンプループ蒸発器2においては、蒸発
器2への熱入力が増大すると、ウィック構造体12内で
熱交換媒体の液が蒸発するのみならず、液注入管内13
においても液状の熱交換媒体が蒸発することがある。そ
の理由は液注入管13自体が金属でできており、外部管
状体からの熱が伝わり易いためであった。
【0006】上記問題を解決する方法としては、例え
ば、当該キャピラリポンプループ系内に適宜の熱交換媒
体液循環加圧ポンプを設ける事が考えられるが、特に係
るキャピラリポンプループ用蒸発器を宇宙空間で使用す
る場合には、重量、空間、外部寸法等の制限から、付加
的な構成を追加する事が不可能な場合が多かった。本発
明の目的は、付加的なポンプ手段を使用する事なく上記
した従来技術の欠点を改良し、構造が簡単で、重量、外
部寸法等の増大をきさないで、かつ大量の熱入力が発生
した場合でも、液注入管内13における液状の熱交換媒
体の蒸発を防ぐことができるキャピラリポンプループ用
蒸発器を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、基本的には以下に記載されたような技術
構成を採用するものである。即ち、本発明に係る第1の
態様は、外部熱源より熱エネルギーを受ける外部管状体
と、当該外部管状体の内面部に敷設されたウィック構造
体と、当該外部管状体と当該ウィック構造体との間に内
挿されて外部より当該ウィック構造体へ液状の熱交換媒
体を供給する断熱性材料から構成された液体注入管と、
外部より当該外部管状体に当該液状熱交換媒体が供給さ
れる部位に挿入されており外部に面する部分から当該液
体注入管に貫通する液体供給孔をもつ断熱性材料のブッ
シュとから構成されていることを特徴とするキャピラリ
ポンプループ用蒸発器である。
【0008】また本発明に係る第2の態様は、外部熱源
より熱を受ける外部管状体と、当該外部管状体の内面部
に敷設されたウィック構造体と、当該外部管状体と当該
ウィック構造体との間に内挿されて外部より当該ウィッ
ク構造体に液状の熱交換媒体を供給する液体注入管とか
ら構成されるキャピラリポンプループ用蒸発器におい
て、断熱性材料を用いて形成された当該液体注入管に、
外部より当該熱交換媒体が供給される部位に挿入された
断熱性材料のブッシュに設けた液体供給孔を介して液状
の熱交換媒体を供給し、当該ウィック構造体内部空間に
毛細管現象により拡散させ当該熱交換媒体を、外部管状
体を介して外部熱源により当該液状熱交換媒体を蒸発さ
せることを特徴とするキャピラリポンプループ用蒸発器
における熱交換方法である。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明に係るキャピラリポンプル
ープ用蒸発器は、上記した様な技術構成を採用したこと
により、液注入管内13において液状の熱液交換媒体が
蒸発することを防止することができる。すなわち第1に
本発明において液体注入管の材質を断熱性材料としたこ
とにより、外部管状体からの熱入力が液体注入管の内部
に伝わることを防止する。これにより液体注入管内部の
熱交換媒体が蒸発して液状の熱交換媒体が逆流すること
が防止される。
【0010】第2に本発明において、外部より当該液状
熱交換媒体を供給する部位に、断熱性材料のブッシュを
配置したことにより、外部管状体側方からの熱が液体注
入管の内部に伝わらないようにする。
【0011】
【実施例】以下に、本発明に係るキャピラリポンプルー
プ用蒸発器及びキャピラリポンプループ用蒸発器におけ
る熱交換方法の具体例を図1及び図2を参照しながら詳
細に説明する。図1は本発明に係るキャピラリポンプル
ープ用蒸発器の1具体例を示す断面図であり、図2は図
1のA−Aにおける断面図である。
【0012】本願発明の装置に係る第1態様であるキャ
ピラリポンプループ用蒸発器は、外部熱源より熱エネル
ギーを受ける外部管状体11と、当該外部管状体11の
内面部に敷設されたウィック構造体12と、当該外部管
状体と当該ウィック構造体との間に内挿されて外部より
当該ウィック構造体へ液状の熱交換媒体を供給する断熱
性材料から構成された液体注入管13と、外部より当該
外部管状体11に当該液状熱交換媒体が供給される部位
に挿入されており外部に面する部分から当該液体注入管
13に貫通する液体供給孔17をもつ断熱性材料のブッ
シュ16とから構成されていることを特徴とするもので
ある。
【0013】液状の熱交換媒体は、液注入部15から、
断熱性材料で形成されたブッシュ16の液体供給孔17
を通って液注入管13に入り、さらに液注入管13から
それに設けられている複数の小穴を通って毛細管現象に
よりウィック構造体12に導かれる。外部管状体部11
への熱入力によりウィック構造体12内の熱交換媒体は
蒸発し、そして蒸気排出流路14より外部管状体部11
の外側に排出される。
【0014】本発明において外部熱源と接触する当該外
部管状体部11の外観形状は、特に限定されるものでは
ないが、例えば図2に示されているように、平面を形成
する2つの腕を有する円形断面を有しているものが好ま
しい。当該腕を有することによって、当該外部管状体部
11と外部熱源との接触面積を増大せしめることができ
る。その材質は熱伝導性に優れるものであれば如何なる
ものでもよいが、好ましくはアルミニウムである。ま
た、さらに図2に示されている様に、外部管状体11の
内面に液注入管13を収容するための内部溝を有してよ
い。これにより外部管状体とウィック構造体との間の密
着性が増す。
【0015】当該外部管状体11の内面部には、毛細管
現象を利用するウィック構造体12が敷設されており、
外部より液体注入管13に供給される液状の熱交換媒体
は毛細管現象により当該ウィック構造体全体12に広が
る。係る状態において液状の熱交換媒体は外部熱源によ
り外部管状体11の内腔に蒸発する。蒸発した熱交換媒
体の蒸気は、蒸気排出流路14を通して外部管状体11
から外部に排出される。外部管状体部11の蒸気排出部
14には、図3に示されるように、任意の凝縮器3に接
続されている蒸気流路4が接続されている。
【0016】本発明においてウィック構造体12は、毛
細管力により液状の熱交換媒体を蒸気蒸発領域内部に浸
透供給できる機能を有するものであれば如何なる構造の
ものでも使用できるものであって、例えば、多孔質性の
焼結金属体、複数の細い溝部が表面に形成されたもの、
金属繊維、ガラス繊維或いは合成繊維等からなるウェブ
状構造体等が使用できる。これらの部材は熱伝導性の良
好な金属、例えばアルミニウム等で構成された外部管状
体11に積層されるか、或は当該金属製外部管状体11
と一体的に形成されたものであってもよい。
【0017】本発明において、液体注入管13及びブッ
シュ16は断熱性材料から構成されていることを特徴と
する。これにより外部熱源によって液体注入管13内で
の液状の熱交換媒体の蒸発を防止する。断熱材料は熱交
換媒体と反応せず且つ加工の容易なものが好ましい。特
にはフッ素系樹脂、セラミック又はガラスから選ばれた
1つの材料で構成されていることが好ましい。
【0018】本発明において上記断熱性材料で作られた
ブッシュ16は、外部より当該液状熱交換媒体を供給す
る部位(液注入部15)に挿入される。そして当該ブッ
シュ16は外部から当該液体注入管に貫通する液体供給
孔17をもつ。また上記説明より明らかなように、方法
に係る本発明の第2態様は、外部熱源より熱を受ける外
部管状体11と、当該外部管状体の内面部に敷設された
ウィック構造体12と、当該外部管状体と当該ウィック
構造体との間に内挿されて外部より当該ウィック構造体
に液状の熱交換媒体を供給する液体注入管13とから構
成されるキャピラリポンプループ用蒸発器において、断
熱性材料を用いて形成された当該液体注入管13に、外
部より当該熱交換媒体が供給される部位に挿入された断
熱性材料のブッシュ16に設けた液体供給孔17を介し
て液状の熱交換媒体を供給し、当該ウィック構造体内部
空間に毛細管現象により拡散させ当該熱交換媒体を、外
部管状体を11介して外部熱源により当該液状熱交換媒
体を蒸発させることを特徴とするキャピラリポンプルー
プ用蒸発器における熱交換方法である。
【0019】液状の熱交換媒体は、液注入部15から、
断熱性材料で形成されたブッシュ16の液体供給孔17
を通って断熱性材料で形成された液注入管13に入り、
さらに液注入管13からそれに設けられている複数の小
穴を通って毛細管現象によりウィック構造体12に導か
れる。外部管状体部11への熱入力によりウィック構造
体12内の熱交換媒体は蒸発し、そして蒸気排出流路1
4より外部管状体部11の外側に排出される。
【0020】
【発明の効果】本発明に係るキャピラリポンプループ用
蒸発器及び当該蒸発器に於ける熱交換方法においては、
上記構成を採用した事によって、従来の蒸発器に比べて
大量の熱を吸収する事が可能となる。また、本発明によ
って、付加的なポンプ手段を使用する事なく、構造が簡
単で、重量、外部寸法等の増大を来さないで、かつ大量
の熱入力が発生した場合でも、ウィック構造体へ所定の
熱交換媒体を十分に供給する事が出来るキャピラリポン
プループ用蒸発器を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明によるキャピラリポンプループ
用蒸発器の1具体例の構成を示す断面図である。
【図2】図2は、図1に於けるA−A線から見た本発明
によるキャピラリポンプループ用蒸発器の断面図であ
る。
【図3】図3は、従来に於けるキャピラリポンプループ
を使用したヒートパイプの構成の一例を示すブロックダ
イアグラムである。
【図4】図4は、従来に於けるキャピラリポンプループ
用蒸発器の1具体例の構成を示す断面図である。
【図5】図5は、図4に於けるA−A線から見た従来の
キャピラリポンプループ用蒸発器の断面図である。
【符号の説明】
1・・・キャピラリポンプループ 2・・・蒸発器 3・・・ラジエータ部 4・・・パイプ 5・・・リザーバ 11・・・外部管状体 12・・・ウィック構造体 13・・・熱交換媒体用の液注入管 14・・・蒸気排出流路 15・・・液注入部 16・・・ブッシュ 17・・・液体供給孔

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部熱源より熱エネルギーを受ける外部
    管状体と、当該外部管状体の内面部に敷設されたウィッ
    ク構造体と、当該外部管状体と当該ウィック構造体との
    間に内挿されて外部より当該ウィック構造体へ液状の熱
    交換媒体を供給する断熱性材料から構成された液体注入
    管と、外部より当該外部管状体に当該液状熱交換媒体が
    供給される部位に挿入されており外部に面する部分から
    当該液体注入管に貫通する液体供給孔をもつ断熱性材料
    のブッシュとから構成されていることを特徴とするキャ
    ピラリポンプループ用蒸発器。
  2. 【請求項2】 前記断熱性材料がフッ素系樹脂、セラミ
    ック又はガラスから選ばれた1つの材料で構成されてい
    ることを特徴とする請求項1記載のキャピラリポンプル
    ープ用蒸発器。
  3. 【請求項3】 前記液体注入管が、前記管状外壁部の内
    面に設けられた溝内に内挿されていることを特徴とする
    請求項1又は2記載のキャピラリポンプループ用蒸発
    器。
  4. 【請求項4】 外部熱源より熱を受ける外部管状体と、
    当該外部管状体の内面部に敷設されたウィック構造体
    と、当該外部管状体と当該ウィック構造体との間に内挿
    されて外部より当該ウィック構造体に液状の熱交換媒体
    を供給する液体注入管とから構成されるキャピラリポン
    プループ用蒸発器において、断熱性材料を用いて形成さ
    れた当該液体注入管に、外部より当該熱交換媒体が供給
    される部位に挿入された断熱性材料のブッシュに設けた
    液体供給孔を介して液状の熱交換媒体を供給し、当該ウ
    ィック構造体内部空間に毛細管現象により拡散させ当該
    熱交換媒体を、外部管状体を介して外部熱源により当該
    液状熱交換媒体を蒸発させることを特徴とするキャピラ
    リポンプループ用蒸発器における熱交換方法。
  5. 【請求項5】 前記断熱性材料がフッ素系樹脂、セラミ
    ック又はガラスから選ばれた1つの材料で構成されてい
    ることを特徴とする請求項4記載のキャピラリポンプル
    ープ用蒸発器における熱交換方法。
  6. 【請求項6】 前記液体注入管が、前記管状外壁部の内
    面に設けられた溝内に内挿されていることを特徴とする
    請求項4又は5記載のキャピラリポンプループ用蒸発器
    における熱交換方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100338810B1 (ko) * 1999-11-08 2002-05-31 윤종용 냉각장치
DE10222228A1 (de) 2002-05-16 2003-11-27 Roche Diagnostics Gmbh Mikropumpe mit Heizelementen für einen pulsierten Betrieb
JP5637216B2 (ja) * 2010-10-14 2014-12-10 富士通株式会社 ループ型ヒートパイプ及び電子機器
JP2013130331A (ja) * 2011-12-21 2013-07-04 Toshiba Corp 気泡駆動冷却装置
FR3002028B1 (fr) * 2013-02-14 2017-06-02 Euro Heat Pipes Dispositif de transport de chaleur a fluide diphasique
CN106288530B (zh) * 2016-08-19 2019-08-09 中国航天空气动力技术研究院 一种环路热管的蒸发器及其制备方法
CN108317879B (zh) * 2017-01-16 2019-08-23 北京空间飞行器总体设计部 一种环路热管蒸发器的制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107796251A (zh) * 2016-09-01 2018-03-13 新光电气工业株式会社 环路热管及环路热管的制造方法

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